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Le temps

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127 pages
À la fois évident et impalpable, substantiel et fuyant, le temps s'impose dans toutes les disciplines sans être l'apanage d'aucune. Avec le talent de vulgarisateur qu'on lui connaît, Étienne Klein nous entraîne du temps de la physique à la philosophie du temps.
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Étienne Klein
Le Temps
Flammarion
© Flammarion 1995
ISBN Epub : 9782081324978
ISBN PDF Web : 9782081324985
Le livre a été imprimé sous les références : ISBN : 9782080352521
Ouvrage numérisé et converti parPixellence/Meta-systems(59100 Roubaix)
Présentation de l'éditeur A la fois évident et impalpable, substantiel et fuy ant, le temps s'impose dans toutes les disciplines sans être l'apanage d'aucune. Avec le talent de vulgarisateur qu'on lui connaît, Etienne Klein nous entraîne du temps de la physique à la philosophie du temps.
Le Temps
Étienne Klein.Physicien à la Direction des sciences de la matière du Commissariat à l'énergie atomique (CEA), Étienne Klein a partici pé à divers grands projets, en particulier à la mise au point du procédé de sépara tion isotopique par laser, à l'étude d'un accélérateur à cavités supraconductrices et, p lus récemment, à l'étude du futur grand collisionneur de particules européen, leLarge Hadron Collider(LHC). Il donne des cours de physique quantique et de phys ique des particules à l'École centrale de Paris, et dispense un enseignement de p hilosophie des sciences, en collaboration avec Jean-Michel Besnier. Il rédige a ctuellement une thèse de doctorat dans cette matière. Il a fondé, avec l'astrophysicien Marc Lachièze-Rey , l'association Kronos, qui regroupe des chercheurs de toutes disciplines s'intéressant à la question du temps. Depuis 1992, il préside la commission Physique et M édias de la Société française de physique. C'est à ce titre qu'il a organisé avec Mi chel Spiro et Gilles Cohen-Tannoudji un colloque intitulé « Le temps et sa flèche », qui s'est tenu au ministère de la Recherche et de l'Enseignement supérieur le 8 décem bre 1993. Ses principales publications destinées au grand pub lic sont :Conversations avec le Sphinx : les paradoxes en physique, Le Livre de poche, collection « Biblio Essais », Hachette, 1994. Regards sur la matière : des quanta et des choses, en collaboration avec Bernard d'Espagnat, Fayard, 1993. Sous l'atome, les particules, collection « Dominos », Flammarion, 1993.
Lcabulaire spécialisé, explicitéa première fois qu'apparaît un mot relevant d'un vo dans le glossaire, il est suivi d'un *
Avant-propos
« Le temps est un feu qui me dévore. Mais je suis le feu. »
Jorge Luis BORGES.
Notre expérience primordiale nous fait éprouver la sensation d'un temps sans lequel notre existence n'aurait ni texture ni vécu, et auq uel nous avons le sentiment d'être inéluctablement soumis. Irrécusable est notre expér ience d'un temps tyrannique qui nous porte jusqu'à la mort. C'est sans doute pourqu oi les hommes ont toujours tenté, sans grand succès d'ailleurs, d'élaborer un discours cohérent sur le temps. Il n'y a qu'à voir la place énorme, et unique, que ce dernier occupe dans la littérature, dans l'art, dans la chanson de toutes les époques. Et il intervient dans de si nombreuses expressions du langage courant qu'il fai t bel et bien partie, pensons-nous, de nos concepts familiers. Le temps est de ces être s quasi domestiques que nous croyons pouvoir apprivoiser. Chacun comprend de quoi on parle quand on parle du temps, sans qu'on le désigne davantage. Cela devrait suffire à résoudre une bonn e fois pour toutes le problème qu'il pose, d'une façon claire et distincte. Mais il faut prendre garde au fait que les concepts usuels sont souvent les plus mystérieux. Cela est p articulièrement vrai du temps. Chacun sent bien que, sous ses allures familières e t son innocence, il n'est pas une chose comme les autres, et qu'on n'en finira jamais de l'interroger. Saurions-nous seulement définir le temps autrement que par des mé taphores de lui-même ? Telle celle, tant rebattue depuis l'empereur philosophe M arc Aurèle (121-180), du « fleuve qui coule et que formeraient les événements » ? « La méditation du temps est la tâche préliminaire à toute métaphysique », prévenait Gaston Bachelard dansL'Intuition de l'instant. C'est bien ce qui rend la métaphysique si ardue car, par quelque bout qu'on la prenne, l'a nalyse du temps pose immanquablement plusieurs difficultés, toutes sévères. La première est que nous ne pouvons pas nous mettre en retrait par rapport au temps, comme nous le ferions pour un objet ordinair e. Nous pouvons certes le mesurer, mais non l'observer en le mettant à distan ce : il nous affecte sans cesse. Nous voudrions nous arrêter, et le regarder couler comme on regarde passer une rivière, en restant sur la rive, sans prendre part à son flux. Mais c'est tragiquement impossible : nous sommes inexorablementdanstemps et nous ne pouvons pas en le sortir. Le temps, pour nous, n'a pas d'extérieur. Nous ne pouvons pas non plussaisirle temps. Le mot « maintenant » a beau être le participe présent du verbe « maintenir » (c'est-à-d ire « tenir en main »), nul ne peut retenir ni appréhender le temps, pas plus qu'une ma in plongée dans un fleuve ne peut bloquer son flux. Il n'y a donc pas, en matière de temps, demain tenant, comme dit Michel Serres. Pendant que nous pensons, le temps e ntraîne notre pensée en même temps que nous-mêmes. Il ne peut s'empêcher d'aller , il ne sait que fuguer, et c'est le propre du temps. Nul ne peut l'arrêter ni le suspen dre, il n'est rien pour lui qui fasse office de feu rouge ou de porte-manteau, au grand r egret d'Alphonse de Lamartine et de quelques autres. Une troisième difficulté vient de ce que le temps n 'est une « matière » à aucun de nos cinq sens. Il n'est pas perceptible en tant que phénomène brut, même si l'homme est certainement le plus « temporel » des animaux, celui qui a le plus conscience du temps qui passe. Seuls des êtres doués, au minimum, de mémoire sont capables
d'appréhender le passage du temps (un être sans mém oire n'aurait pas plus idée de la durée qu'un aveugle n'a idée de la couleur) ; mais la mémoire, même si elle retient une part du passé dans le présent, ne suffit pas à fair e du temps une matière palpable. Ûe même, ni l'intuition ni l'imagination ne suffisent à rendre l'avenir tangible « à l'avance ».
Le temps a beau être impalpable, rien n'a lieu hors de lui.
Le temps, fait d'instants qui se succèdent au sein même de leur disparition, est un mélange de réalité frissonné et de virtualité stable. Chaque activité humaine a un tempo propre, qui définit son rapport particulier au temps. La musique est l'exemple qui vient le plus vite à l'esprit. Ici, la baguette de Léonard Bernstein rythme la promenade de l'archet tenu par Mstislav Rostropovitch. Les regards mutuels scandent les synchronismes. Ph. © Marc Enguerand.
Enfin, le temps se présente à nous d'une façon pres que toujours ambiguë, déconcertante et parfois contradictoire. Il est à l a fois évident et impalpable, substantiel et fuyant, familier et mystérieux, et, bien que sa direction soit « fléchée », comme disent les physiciens, il demeure un objet introuva ble. Alors, comment rendre raison du temps ? Il semble bien qu'on ne puisse le faire san s tomber aussitôt dans de terribles paradoxes, comme nous le verrons dans la seconde pa rtie de ce livre. Ces ambiguïtés du temps n'empêchent pas que, dans l eurs interrogations sur l'univers et sur l'homme, les scientifiques de tout es disciplines sont sans cesse confrontés au temps et à ses caprices, voire à ses ténèbres. Ûans un premier temps, nous parlerons surtout des physiciens. Il peut semb ler curieux d'associer le temps et la
physique. Celle-ci cherche en effet, sans se l'avou er toujours, à éliminer le temps. Car le temps, c'est le variable, l'instable, l'éphémère , tandis que la physique, elle, est à la recherche de rapports qui soient soustraits au chan gement. Lors même qu'elle s'applique à des processus qui ont une histoire ou une évolution, c'est pour y discerner soit des substances et des formes, soit des lois et des règles indépendantes du temps. Voilà pourquoi la physique prétend à l'immuable et à l'invariant, ou du moins au réversible. Ûans l'esprit de beaucoup de ceux qui l a pratiquent, son but reste bel et bien de ramener le changeant au permanent en établi ssant des lois éternelles, c'est-à-dire affranchies du temps, à partir de phénomènes q ui, eux, sont passagers. Quiconque recherche la vérité ne doit-il pas viser l'intemporel ? Pourtant, dans sa pratique aussi bien que dans ses concepts, la physique se heurte au temps. Elle le fait avec d'autant plus de violen ce qu'en son sein même le temps revêt plusieurs facettes. Pour se rendre compte de la façon dont le temps provoque les physiciens, il suffit de reprendre la métaphore du fleuve citée plus haut (« Le temps est un fleuve qui coule ») et d'extraire les notions pr emières qu'elle cache ou véhicule. Cette image évoque les notions d'écoulement, de suc cession, de durée, d'irréversibilité (« Car on ne peut entrer deux fois dans le même fle uve », comme disait Héraclite). On voit qu'elle renvoie à des symboles qui font partie du questionnement des physiciens. Est-il question d'écoulement ? Eh bien, les physici ens se demandent à ce propos si l'écoulement du temps est ou non régulier. Le temps est-il rigide ou est-il élastique ? Nous verrons que la physique classique, sur ce poin t, ne répond pas comme la relativité, Albert Einstein étant nettement plus so uple qu'Isaac Newton. Est-il question de durée ? Les physiciens, eux, aimeraient savoir s i le temps a, telle une corde, des extrémités : y a-t-il, se demandent-ils, un début o u une fin du temps ? C'est bien là le problème de la cosmologie*, qui étire puis contract e temporellement l'univers entre un big-bang* assez bien assuré et un big-crunch* plus incertain (et que les astrophysiciens ont la sagesse de ne pas dater). Es t-il question d'irréversibilité, c'est-à-dire d'une impossibilité de remonter le cours du fl euve temps ? Les physiciens se demandent de leur côté si l'écoulement du temps peu t ou non changer de direction : le temps est-il ou non « fléché » vers l'avenir, comme ils disent ? C'est au physicien anglais Arthur Eddington (1882-1 944) que le temps doit d'être équipé de cet emblème – la flèche – que la mytholog ie attribuait jusque-là à Éros, le dieu de l'Amour, souvent représenté comme un enfant ailé qui blesse les cœurs de ses flèches aiguisées. En l'occurrence, cette flèche sy mbolise non plus le désir amoureux, hélas, mais le sentiment qu'a tout être humain d'un e fuite inexorable et irréversible du temps (ce mot « fuite » suggère à lui seul qu'en ma tière de temps nous n'avons droit qu'à un aller simple). Nous examinerons comment cha que domaine de la physique recense tant bien que mal sa propre flèche du temps *, et nous verrons si les physiciens sont parvenus à faire jaillir un temps u nique de leurs équations. Ûans la seconde partie, nous sortirons du cadre strict de l a science pour évoquer d'autres aspects de la question du temps, prise dans toute s on épaisseur.